煤热解焦油催化裂解和乙烷水蒸气重整耦合提高焦油品质

本文旨在通过在炭基催化剂上发生的煤焦油原位催化裂解与乙烷水蒸气重整过程耦合以提高轻质焦油产率。以平朔煤(PS)为煤样,利用常压固定床反应器在氮气以及乙烷水蒸气混合气氛下进行焦油提质实验,并使用半焦(Char),活性炭(AC)以及活性炭负载金属钴和镍(Co/AC,Ni/AC)作为提质催化剂,对比考察催化剂种类和反应气氛对提质过程中焦油及气体产物的影响。同时,为了解提质过程所得焦油产物的组成和性质,利用模拟蒸馏,GC-MS等表征手段对焦油进行检测分析。结果表明,活性炭负载Ni催化剂(Ni/AC)可催化乙烷水蒸气重整反应,产生的·CH x,·C 2H x,·H等小分子自由基可与焦油催化裂解产生的自由基结合,避免焦油过度裂解。与未加催化剂得到的平朔煤热解焦油相比,采用Ni/AC使轻质焦油(沸点低于360℃馏分)的质量分数和产率分别提高54.3%和52.4%,同时焦油中BTEXN(苯、甲苯、乙苯、二甲苯和萘)等芳烃组分产率明显提高;乙烷水蒸气混合气氛下(耦合过程)比同条件氮气下的焦油产率和轻质焦油产率分别提高38.1%和35.3%,焦油中C2~C3烷基取代苯和C1~C2烷基取代酚的相对含量有明显提高,说明乙烷和水蒸气被活化并参与了焦油形成过程。煤热解焦油的原位催化裂解的总体效果是将焦油中重质组分转化为轻质焦油和热解气,其提质效果与催化剂的活性组分密切相关,且反应气氛在煤焦油的形成过程中具有重要作用。     

煤热解耦合焦油裂解对焦油品质的影响

在2个串联的固定床反应器内,研究了和什托洛盖煤热解挥发物的二次裂解行为,考察二段固定床内温度及载体对焦油裂解性能的影响。结果表明：当二段管温度从400 ℃升至600 ℃时,焦油产率从13.3%降至12.5%,H 2产率则由83.5 mL/g增加至111.8 mL/g;当温度低于500 ℃时,重质焦油产率无明显变化,但较单固定床明显降低,说明低温裂解可提高焦油品质;当温度≥550 ℃时,焦油裂解程度加剧,致使其重质组分产率较单固定床增加;当二段管温度为550 ℃时,与不添加催化剂相比,Ni/USY,Ni/HZSM-5(38）和Ni/HZSM-5(50)不同程度提高了焦油中轻质组分分率,其中Ni-USY的提质效果最明显,可使轻质焦油分率提高到71.9%,增幅达28.2%。     

钴系催化剂对神府煤热解油收率及品质的影响

以钴盐为催化剂,对神府煤进行催化热解研究。考察了钴离子的添加量、热解温度以及热解方式等条件对热解煤焦油总收率及其轻重组分含量的影响。研究表明,钴系催化剂能提高热解焦油的收率,并对焦油轻重组分含量也有很大的影响;温度和热解方式对其也有很大影响。在实验条件下,当钴离子的添加量从0增加到9%时,焦油总收率由2.56%增加到5.86%,焦油中轻组分含量由41%增加到63.33%。半焦催化热解、负载钴离子的半焦催化热解时焦油总收率降低,但其轻组分含量有所增加。     

低阶煤微波辅助催化热解焦油特性研究

为提升低阶煤热解焦油产品的品质,在微波管式热解炉内,考察了K、Ca和Fe对煤热解焦油生成特性的影响,研究了不同焦油产品的族组分分布和芳香烃组成结构的变化规律。结果表明:负载K、Ca和Fe的煤样会快速响应微波产生极化损耗和电导损耗,使得活性组分周围被选择性加热因而诱发焦油催化裂解反应进行。微波辅助金属组分可催化调节焦油族组分分布,K、Fe使苯及其衍生物含量分别增加了12.8%和25.15%,Ca使脂肪烃含量显著增加了212%。K、Ca和Fe显著促进了三环、四环芳烃的开环裂解并使得四环以上芳烃几乎消失,其中Fe可将三环芳烃芴、苊和菲及其衍生物含量分别降低62.68%,67.25%和58.33%,表明微波辅助金属组分改变了重质芳烃的裂解途径,促进了焦油产品的轻质化。     

煤气化焦油脱除/催化重整技术研究进展

介绍了煤气化焦油脱除方法的研究现状,分析了干法、湿法、电捕法、热裂解和催化重整等各种去除焦油方法的优点和存在的不足,重点从反应温度、停留时间及反应气氛等方面阐述了催化重整方法脱除煤焦油的过程。最后对目前应用较为广泛的催化剂进行了较为细致的讨论,并展望了焦油催化重整技术未来的发展方向。     

活化前后半焦原位催化重整褐煤热解焦油研究

为开发廉价环保焦油重整催化剂,以褐煤为原料制备半焦炭作为催化剂,在二阶石英反应器中对胜利褐煤热解产生的焦油进行原位催化重整研究。通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)对焦油组分进行了定性和定量分析,利用X-射线衍射(XRD)及扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)等技术对活化和未活化半焦进行分析比较。结果表明:焦油产率随温度升高而呈下降趋势,高温利于焦油中重组分裂解及轻组分生成;半焦对焦油具有较好的催化重整效果,相对未活化半焦,经水蒸气活化后半焦具有更加丰富的孔隙结构,比表面积和表面金属含量(如Fe、Ca等)更高,催化重整效果更加明显;增加活化半焦炭的用量使得焦油产率正比例下降,而增加未活化半焦的用量基本没有影响。     

活化半焦对胜利褐煤热解挥发分氮的催化重整

为减少褐煤热解过程中有害氮产物(包括HCN、NH_3和焦油-N)的释放,以生物质、褐煤、烟煤和无烟煤为原料制备的半焦以及负载质量分数7%、10%、13%和15%Ca~(2+)的烟煤半焦作为催化剂,在两段流化床石英反应器中进行胜利褐煤热解挥发分氮的催化重整研究。结果表明:半焦有助于促进焦油和HCN的二次反应,降低焦油-N和HCN的产率,增加N_2的产率。半焦中Ca~(2+)的加入,有利于释放半焦催化剂中的H自由基,从而进一步催化焦油-N的裂解。半焦催化剂中烟煤半焦的催化效果最好,较佳的Ca~(2+)负载量为13%。影响半焦催化重整活性的主要因素有半焦比表面积、表面含氧官能团、碱金属和氢自由基。     

焦炭体系下煤焦油模化物的微波转化

为研究焦炭体系下煤焦油转化规律,选择甲苯和苯为焦油模化物,研究微波和常规加热下甲苯和苯催化裂解与CO2重整反应特性。研究表明:微波加热对甲苯和苯的裂解有利,"热点效应"是主要原因;同一工况下,甲苯裂解率高于苯;750℃时甲苯裂解率为92.8%,其后较稳定;增加空速对甲苯和苯的裂解不利,尤其是甲苯;温度从600℃变化到850℃,微波条件下甲苯裂解的氢气选择性增长了17.0%,其增幅低于常规加热;苯裂解反应的氢气选择性不受温度影响,微波和常规加热下分别在97%和94%左右;通入合适比例的CO2可以促进甲苯和苯定向转化合成气,在载气的流量不变下,微波和常规加热下甲苯在CO2/(CO2+N2)体积比为0.4和0.2时达到最佳转化,苯达到最高转化所对应的CO2/(CO2+N2)体积比分别为0.3和0.1;通入CO2还能够提升合成气收率和降低合成气氢碳比。     

甲醇蒸气预处理对煤热解产物分布的影响

对煤进行预处理是提高煤热解焦油产率的途径之一。研究了采用甲醇蒸气对红柳林烟煤进行预处理,再进行热解,以提高热解焦油产率的可能性。探讨了预处理气氛、温度、甲醇蒸气流量和时间对红柳林烟煤热解产物分布的影响规律。     

气氛和预氧化对褐煤热解焦油产率影响的研究

利用固定床反应器研究热解气氛和预氧化对内蒙古褐煤热解焦油产率的影响,结果表明:同N_2气氛下热解相比,H_2气氛下和甲烷水蒸气重整与煤热解耦合(CP-SRM)过程热解均能提高焦油产率,且CP-SRM过程热解焦油产率最大。在马弗炉内对内蒙古褐煤进行预氧化处理,不同预氧化温度和时间对焦油产率影响不同,结果表明:焦油产率随着预氧化温度的升高而降低,随着预氧化时间的增加而提高。     

混联二自由度机械臂的运动学研究

提出了一种混联机械臂,该机械臂是串并联混合机构,具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

煤中镜质组反射率的测定

介绍了煤中镜质组反射率的测定原理及在测定过程中应注重的问题,从镜质组富集程度的差异性、样品处理、镜质组颗粒鉴别、测试条件和技术方法等方面探讨了其反射率测定的影响因素,并概括论述了煤中镜质组反射率在生产实践中的确定煤级、指导炼焦配煤等实际应用。     

某高速公路岩石单轴抗压强度结果的不确定度评定

依据JTG E41—2005《公路工程岩石试验规程》,结合工程项目实例,对岩石单轴抗压强度进行了试验,对试验结果采用JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》进行分析与评定,了解测试中造成误差的因素,结果显示影响该项目单轴抗压强度试验的主要因素来源于样品的不均匀性和压力试验机的测量。     

磨机筒体螺栓孔漏料问题分析

对球（棒）磨机筒体衬板螺栓孔漏料、螺栓易松动及断裂原因进行了深入分析,找出了问题的根本所在,提出了处理措施,并给出了全新的结构方案。     

复杂管类零件空间尺寸加工误差分析

介绍某柴油机排气过渡管的加工工艺,分析空间尺寸较多的复杂管类零件的加工工艺及角度误差对空间尺寸的影响。通过角度在公差范围内的微量调整,解决了排气过渡管由于毛坯铸造及加工时找正存在的误差而造成气口处壁厚不均的问题。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

煤矿提升机齿轮箱振动分析

提升机作为煤矿中的重要设备,其故障率对于煤炭的安全高效生产有着极为重要的作用。在详细分析了煤矿提升机工作环境和工作特性的基础上,建立了提升机齿轮箱振动的数学模型,分析了速度和载荷变化情况下的提升机齿轮箱振动的特点,分析了变工况条件下齿轮箱故障信号的分布特征,为变工况条件下提升机齿轮箱的故障诊断提供了一定的理论基础。     

矿柱流变对采空区顶板稳定性的影响

为研究岩石流变特性对采空区长期稳定的影响,基于Reissner厚板和流变力学理论构建了矿柱-顶板流变力学模型,并推导出顶板沉降位移关于流变时间的关系式;依据不同边界条件将顶板破坏过程划分为固支、固支-简支、简支和内部破坏四个阶段。研究结果表明:所建立的流变力学模型可用于对采空区稳定时间的预测,并为采空区及时处理提供参考。